JP2000239690A - Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance - Google Patents

Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance

Info

Publication number
JP2000239690A
JP2000239690A JP35253799A JP35253799A JP2000239690A JP 2000239690 A JP2000239690 A JP 2000239690A JP 35253799 A JP35253799 A JP 35253799A JP 35253799 A JP35253799 A JP 35253799A JP 2000239690 A JP2000239690 A JP 2000239690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
weight
metal surface
surface treatment
treatment composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35253799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kinoshita
康弘 木下
Ryoji Morita
良治 森田
Yujiro Miyauchi
優二郎 宮内
Atsushi Morishita
敦司 森下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Parkerizing Co Ltd filed Critical Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority to JP35253799A priority Critical patent/JP2000239690A/en
Publication of JP2000239690A publication Critical patent/JP2000239690A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based metal surface treating composition for forming a lubricating resin film excellent in corrosion resistance, film adhesion, and scratch resistance. SOLUTION: This composition comprises (a) a water-based urethane resin which is a water-based urethane resin having a bisphenol skeletons and carboxyl groups in the resin skeleton and has an average molecular weight of 3,000 or above and in which the content of nitrogen taking part in the reaction of an isocyanate during the synthesis of the resin is in the range of 2-13 wt.%, and the ratio, nitrogen atoms of urea bonds/nitrogen atoms taking part in the reaction of the isocyanate, i.e., the ratio of the nitrogen atoms taking part in urea bonds to the nitrogen atoms taking part in the reaction of the isocyanate during the synthesis of the resin, is in the range of 10/100 to 90/100, (b) a curing agent, (c) silica, and (d) a polyolefin wax, and wherein the weight of the solids of components (a) and (b) is 50-95% based on the total weight of solids (e), the equivalent ratio of the functional groups of component (b) to the equivalents of the carboxyl contained in the skeleton of component (a) is 0.10-1.00, the amount of the solids of component (c) is 3-40 wt.% based on the solids of component (e), and the amount of the solids of component (d) is 2-30% based on the total weight (e) of solids.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐傷つき性に優れ
た潤滑皮膜形成用水系金属表面処理組成物に関する。
The present invention relates to an aqueous metal surface treatment composition for forming a lubricating film having excellent scratch resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、冷延鋼鈑または亜鉛系めっき鋼鈑
は、例えば家電、自動車、建材などの加工組立メーカー
で多用されているが、少なからずプレス成形等の成形加
工が行われた後、塗装組立が行われている。しかしなが
ら、素材によっては成形加工が不十分なものもあり、成
形加工の工程で、プレス油に代表される潤滑剤を塗布
し、目的とする成形加工性を達成している。ただし、そ
の後塗装組立を行う場合は、塗布した潤滑剤が脱脂工程
で除去できるものを使用しなければならない。
2. Description of the Related Art Conventionally, cold-rolled steel sheets or galvanized steel sheets are frequently used by processing and assembly manufacturers of home appliances, automobiles, building materials and the like. , Painting assembly is being performed. However, some materials are insufficiently molded, and a lubricant represented by press oil is applied in the molding process to achieve the desired moldability. However, when the paint assembly is performed thereafter, a lubricant that can remove the applied lubricant in the degreasing step must be used.

【0003】このため、近年、省工程化、コスト低減、
作業環境改善の目的で、プレス油を使用せずに予めワッ
クス系の潤滑剤を板表面に塗布した鋼鈑が製造されてい
る。しかしながら、ワックス系潤滑剤は、次工程の脱脂
工程での除去が必要であり、プレス油の場合よりプレス
環境は改善されるが良好であるとは言えない。このた
め、さらに適切な潤滑面を有した機能性表面処理鋼鈑が
開発されている。この鋼鈑は、潤滑性の良好な有機樹脂
を主成分とする組成物の薄膜が塗布されたもので、プレ
ス油などの潤滑剤の塗布を必要とせず成形加工が可能
で、かつその後の脱脂工程および塗装下地処理を必要と
しない表面処理鋼鈑である。
[0003] For this reason, in recent years, the number of processes has been reduced, costs have been reduced,
For the purpose of improving the working environment, steel sheets have been manufactured in which a wax-based lubricant is previously applied to the plate surface without using press oil. However, the wax-based lubricant needs to be removed in the subsequent degreasing step, and although the press environment is improved as compared with the case of the press oil, it cannot be said to be good. For this reason, functional surface-treated steel sheets having more appropriate lubricating surfaces have been developed. This steel sheet is coated with a thin film of a composition mainly composed of an organic resin with good lubricity, and can be formed without the need to apply a lubricant such as press oil, and can be degreased thereafter. This is a surface-treated steel sheet that does not require any process or coating base treatment.

【0004】この機能性表面処理鋼鈑にかかわる従来の
技術として、(1)特開昭61−231177号、特開
昭61−279687号、特開昭62−33781号、
(2)特開昭62−289274号、(3)特開昭60
−103185号、(4)特公平6−92567号、
(5)特公平6−104799号、(6)特開平6−2
92859号の公報に開示されている技術があるので、
以下に概説する。
Conventional techniques relating to the functional surface-treated steel sheet include (1) JP-A-61-231177, JP-A-61-279687, and JP-A-62-33781.
(2) JP-A No. 62-289274, (3) JP-A No. 60-289274
No. -103185, (4) Tokuhei 6-92567,
(5) JP-B-6-104799, (6) JP-A-6-2
There is a technology disclosed in Japanese Patent No. 92859,
This is outlined below.

【0005】(1)の各公報に開示された技術は、一般式
CH2=CR1ーCOOR2で表される単量体とα、β不
飽和カルボン酸単量体とこれらと共重合可能な単量体か
らなる乳化重合体にシランカップリング剤及び/又はチ
タンカップリング剤、クロム酸塩、シリカゾル、微粒子
有色顔料及び固体潤滑剤を含有する皮膜が鋼鈑表面上に
形成されていることを特徴とする表面処理鋼鈑に関する
ものである。このようにして得られた皮膜は、折り曲げ
加工や張り出し加工等比較的軽度の加工に対しては有効
であるが、プレス成形に代表される絞り加工やしごき加
工等の強加工時には摺動面が100℃以上になり、樹脂
皮膜層が剥離しやすくなり、樹脂剥離粉が金型、プレス
成形品表面に付着して、加工後の外観を損なうという問
題がある。(2)に開示された公報は、亜鉛系めっき鋼
鈑上にウレタン系樹脂及びニ酸化珪素の複合物質又は混
合物質を主成分とする皮膜層を設けたことを特徴とする
ものである。ここで、ウレタン系樹脂とはウレタン樹脂
と他の樹脂(エポキシ、アクリル、フェノール等)との
混合物を表す。このようにして得られた皮膜は、低速摺
動成形(10mm/sec以下)対しては有効である
が、プレス成形等の高速摺動成形(500mm/sec
前後)では皮膜剥離が生じるため、目標とした高潤滑性
は達成できなかった。(3)に開示された公報は、亜鉛
又は亜鉛系めっき鋼鈑上に特定のクロメート層を設け、
さらにその上に複合リン酸アルミ、クロム酸塩系の防錆
顔料、ポリオレフィンワックス、ニ硫化モリブデン、シ
リコーン樹脂、末端アミノ化ウレタン変性エポキシ樹脂
からなる複合クロメート皮膜を形成させることを特徴と
する二層クロメート処理鋼鈑に関するものである。この
皮膜は自己架橋型の末端アミノ化ウレタン変性エポキシ
樹脂を使用しているため、架橋剤がなくても比較的安定
した性能を得ることができるが、目標とした性能レベル
には達しなかった。(4)に開示された公報は、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂から選ばれ
る樹脂と硬化剤成分であるアミノ樹脂又はポリイソシア
ネートからなる樹脂組成物に導電性物質、クロム化合物
及び潤滑性物質を配合してなることを特徴とするもので
ある。このようにして得られた皮膜では、皮膜自身の耐
摩耗性が十分でないため、目的とした高速摺動時の耐傷
つき性を達成することはできなかった。(5)に開示さ
れた公報は、ポリエステル樹脂と架橋剤に平均分子量2
000〜8000のポリエチレン系ワックスを含有する
皮膜を鋼鈑表面上に形成させることを特徴とするもので
ある。このようにして得られた皮膜は、皮膜自身の加水
分解性が十分でないため、目標とした性能レベル(耐食
性、塗装密着性)を達成することができなかった。
(6)に開示された公報は、分子内に活性水素を有する
ウレタン系樹脂、常温架橋型エポキシ系樹脂、球形ポリ
エチレンワックス及び鎖状コロイダルシリカを含有する
皮膜を鋼鈑表面上に形成させることを特徴とするもので
ある。この皮膜に使用されるウレタン樹脂には規定がな
く、できた皮膜の性能が目標とした性能レベルに達し得
ないものが数多く見られた。従って、現状では強加工時
の耐傷つき性が良好で、かつ、耐食性、塗装密着性も優
れた水系塗料組成物は得られていないのである。
[0005] The technology disclosed in each of the publications (1) is capable of copolymerizing a monomer represented by the general formula CH 2 = CR 1 -COOR 2 with an α, β unsaturated carboxylic acid monomer and these monomers. A film containing a silane coupling agent and / or a titanium coupling agent, a chromate, a silica sol, a fine colored pigment and a solid lubricant is formed on the surface of a steel sheet in an emulsion polymer composed of various monomers. The present invention relates to a surface-treated steel sheet characterized by the following. The film obtained in this way is effective for relatively mild processing such as bending and overhanging, but the sliding surface is not suitable for strong processing such as drawing or ironing as represented by press forming. When the temperature rises to 100 ° C. or higher, the resin film layer is easily peeled off, and the resin peeling powder adheres to the surface of the mold and the press-formed product, which causes a problem that the appearance after processing is impaired. The gazette disclosed in (2) is characterized in that a coating layer mainly composed of a composite material or a mixed material of a urethane resin and silicon dioxide is provided on a galvanized steel sheet. Here, the urethane-based resin refers to a mixture of a urethane resin and another resin (epoxy, acrylic, phenol, or the like). The film thus obtained is effective for low-speed sliding molding (10 mm / sec or less), but is effective for high-speed sliding molding (500 mm / sec) such as press molding.
Before and after), the target high lubricity could not be achieved because of the peeling of the film. The gazette disclosed in (3) is to provide a specific chromate layer on zinc or galvanized steel sheet,
Furthermore, a two-layered composite film comprising a composite aluminum phosphate, a chromate-based rust-preventive pigment, polyolefin wax, molybdenum disulfide, a silicone resin, and a terminally aminated urethane-modified epoxy resin is formed thereon. It relates to a chromate treated steel sheet. Since this film uses a self-crosslinking type terminally aminated urethane-modified epoxy resin, relatively stable performance can be obtained without a crosslinking agent, but the target performance level was not reached. The official gazette disclosed in (4) discloses a resin composition comprising a resin selected from an epoxy resin, a polyester resin, and an acrylic resin and an amino resin or a polyisocyanate as a curing agent component, in which a conductive material, a chromium compound, and a lubricating material are added. It is characterized by being blended. In the coating obtained in this way, the coating itself did not have sufficient abrasion resistance, so that the intended scratch resistance during high-speed sliding could not be achieved. The gazette disclosed in (5) discloses that a polyester resin and a crosslinking agent have an average molecular weight of 2
It is characterized in that a film containing 000 to 8000 polyethylene wax is formed on the surface of the steel sheet. The film obtained in this way could not achieve the target performance level (corrosion resistance, coating adhesion) because the film itself was not sufficiently hydrolyzable.
The gazette disclosed in (6) discloses that a film containing a urethane-based resin having an active hydrogen in a molecule, a cold-crosslinkable epoxy-based resin, a spherical polyethylene wax and a chain colloidal silica is formed on a steel sheet surface. It is a feature. The urethane resin used for this film is not specified, and many films whose performance cannot reach the target performance level have been observed. Therefore, at present, a water-based coating composition having good scratch resistance during strong working, and excellent corrosion resistance and coating adhesion has not been obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの従来
技術の抱える前記問題点を解決するためのものであり、
強加工時の耐傷つき性を有し、かつ、耐食性、塗装密着
性に優れた高機能性表面処理板の水系潤滑性塗料組成物
を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art.
An object of the present invention is to provide a water-based lubricating coating composition for a highly functional surface-treated plate having scratch resistance during strong working, and excellent in corrosion resistance and coating adhesion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
の抱える上記問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結
果、特定構造の水系ウレタン樹脂と硬化剤とシリカとポ
リオレフィンワックスとを含む水系金属表面処理組成物
を用いるのが好ましいことを見出し本発明を完成するに
至った。即ち、(a)樹脂骨格中にビスフェノール骨格
とカルボキシル基を含有し、かつ、平均分子量が300
0以上の水系ウレタン樹脂で、該樹脂合成時のイソシア
ネートの反応に係わる窒素含有率が2〜13重量%の範
囲であり、かつ、該樹脂合成時のイソシアネートの反応
に係わる窒素元素中のウレア結合に係る窒素元素の比で
あるウレア結合の窒素/イソシアネートの反応に係わる
窒素が10/100〜90/100の範囲にある水系ウ
レタン樹脂と、(b)硬化剤と、(c)シリカと、
(d)ポリオレフィンワックスとを含有し、かつ、全固
形分重量(e)に対する(a)+(b)の固形分重量%
が50〜95%、(a)の骨格中に含まれるカルボキシ
ル基の当量に対する(b)中の官能基の当量比が0.1
0〜1.00、(e)に対する(c)の固形分重量%が
3〜40%、および(e)に対する(d)の固形分重量
%が2〜30%であることを特徴とする耐傷つき性に優
れた潤滑皮膜形成用水系金属表面処理組成物を提供す
る。本発明の水系ウレタン樹脂の窒素含有率は、より好
ましくは5〜10重量%の範囲である。本発明の表面処
理組成物において、前記硬化剤は、エポキシ基又はイソ
シアネート基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有
していることが好ましい。本発明の表面処理組成物にお
いて、前記水系ウレタン樹脂中のカルボキシル基の量
が、該樹脂固形分当りの酸価換算で10〜50のものが
好ましい。本発明の表面処理組成物において、前記ポリ
オレフィンワックスのケン化価が30以下又は0であ
り、かつ、分岐構造のものが好ましい。本発明の表面処
理組成物において、前記ポリオレフィンワックスの平均
粒径は0.1〜7.0μmが好ましい。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, they have found that they contain an aqueous urethane resin having a specific structure, a curing agent, silica and a polyolefin wax. The present inventors have found that it is preferable to use an aqueous metal surface treatment composition, and have completed the present invention. That is, (a) the resin skeleton contains a bisphenol skeleton and a carboxyl group and has an average molecular weight of 300
0 or more aqueous urethane resins, wherein the nitrogen content involved in the reaction of isocyanate during the synthesis of the resin is in the range of 2 to 13% by weight, and the urea bond in the nitrogen element involved in the reaction of the isocyanate during the synthesis of the resin. An aqueous urethane resin in which the nitrogen involved in the urea bond nitrogen / isocyanate reaction, which is the ratio of the nitrogen element according to the present invention, is in the range of 10/100 to 90/100, (b) a curing agent, and (c) silica;
(D) a polyolefin wax, and (a) + (b) solid content weight% of the total solid content weight (e)
Is 50 to 95%, and the equivalent ratio of the functional group in (b) to the equivalent of the carboxyl group contained in the skeleton of (a) is 0.1%.
0 to 1.00, 3 to 40% by weight of the solid content of (c) with respect to (e), and 2 to 30% by weight of the solid content of (d) with respect to (e). Provided is an aqueous metal surface treatment composition for forming a lubricating film having excellent scratch resistance. The nitrogen content of the aqueous urethane resin of the present invention is more preferably in the range of 5 to 10% by weight. In the surface treatment composition of the present invention, the curing agent preferably has at least one functional group selected from an epoxy group and an isocyanate group. In the surface treatment composition of the present invention, the amount of the carboxyl group in the aqueous urethane resin is preferably 10 to 50 in terms of an acid value per solid content of the resin. In the surface treatment composition of the present invention, the polyolefin wax preferably has a saponification value of 30 or less or 0 and has a branched structure. In the surface treatment composition of the present invention, the polyolefin wax preferably has an average particle size of 0.1 to 7.0 μm.

【0008】以下に本発明の内容を詳しく説明する。本
発明の第1の特徴は、ベース樹脂として適切な種類の樹
脂を一定重量比で配合させることにある。樹脂として
は、密着性、伸び、せん断強度、耐食性、耐摩耗性、耐
薬品性のバランスのとれた成分にする必要がある。これ
らの性能を満足するためには、本発明の樹脂の使用が好
ましい。本発明者らは、すでにウレタン樹脂とエポキシ
樹脂を配合しかつ特定のワックスを配合することにより
強度の加工性と耐食性を得ることを達成していたが、さ
らに鋭意研究の結果、ウレタン樹脂の構造を特定するこ
とにより、特に優れた性能を発揮することを見出した。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. A first feature of the present invention resides in that an appropriate type of resin is blended at a constant weight ratio as a base resin. As the resin, it is necessary to use a component having a well-balanced adhesion, elongation, shear strength, corrosion resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. In order to satisfy these performances, it is preferable to use the resin of the present invention. The present inventors have already achieved to obtain strong workability and corrosion resistance by blending a urethane resin and an epoxy resin and blending a specific wax, but as a result of further intensive research, the structure of the urethane resin was It has been found that by specifying, particularly excellent performance is exhibited.

【0009】高加工性と高耐食性を達成するためには、
塗膜の強度と伸びのバランスが取れていることが重要で
ある。平均分子量が3000以上のウレタン樹脂と、硬
化剤とを使用することで、低分子量同士の樹脂の架橋に
よって生成した皮膜よりも基本的な物性を制御し易く、
かつ、乾燥皮膜重量で0.3〜5.0g/m2の薄膜で
も、均一な物性が得られ易いことを見出した。なお、低
分子量のウレタン樹脂とは、各種イソシアネート系の硬
化剤を含むものをいう。
In order to achieve high workability and high corrosion resistance,
It is important that the strength and elongation of the coating film be balanced. By using a urethane resin having an average molecular weight of 3000 or more and a curing agent, it is easier to control basic physical properties than a film formed by crosslinking resins having low molecular weights,
Further, it has been found that even with a thin film having a dry film weight of 0.3 to 5.0 g / m 2 , uniform physical properties can be easily obtained. In addition, the low molecular weight urethane resin refers to a resin containing various isocyanate-based curing agents.

【0010】本発明の表面処理組成物に使用する水系ウ
レタン樹脂の骨格となるビスフェノール骨格としては、
メチレンビスフェノール、エチリデンビスフェノール、
ブチリデンビスフェノール、イソプロピリデンビスフェ
ノール、及びこれらのアルキレンオキサイド(プロピレ
ンオキサイド、プチレンオキサイド等)付加物、あるい
はビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂と有機アミ
ンとの反応によって得られるエポキシ変性ポリオールが
挙げられる。この骨格を樹脂中に取り込むことにより、
耐食性、密着性等が大幅に改善される。なお、アルキレ
ンオキサイドの付加モル数に関しては特に限定するもの
ではないが、0もしくは10以下が好ましい。10を越
える場合は、グリコールの分子量が大きくなりすぎるた
め、得られる樹脂皮膜の親水性が強くなり、耐食性や塗
装密着性が低下する。また、有機アミンとしては、例え
ばジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミ
ン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミル
アミン、ジメタノールアミン、ジエタノールアミン、及
びメチルエタノールアミンが挙げられる。
The bisphenol skeleton serving as the skeleton of the aqueous urethane resin used in the surface treatment composition of the present invention includes:
Methylene bisphenol, ethylidene bisphenol,
Examples include butylidene bisphenol, isopropylidene bisphenol, and their alkylene oxide (propylene oxide, butylene oxide, etc.) adducts, or epoxy-modified polyols obtained by reacting an epoxy resin having a bisphenol skeleton with an organic amine. By incorporating this skeleton into the resin,
Corrosion resistance, adhesion, etc. are greatly improved. The number of moles of the alkylene oxide added is not particularly limited, but is preferably 0 or 10 or less. When it exceeds 10, the molecular weight of the glycol becomes too large, so that the hydrophilicity of the obtained resin film becomes strong, and the corrosion resistance and the coating adhesion are reduced. Examples of the organic amine include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diamylamine, dimethanolamine, diethanolamine, and methylethanolamine.

【0011】また、本発明で使用される水系ウレタン樹
脂には、ビスフェノール骨格を有するポリオールの他に
ポリエステルポリオール化合物及びポリエーテルポリオ
ールを骨格として併用してもよい。ポリエステルポリオ
ールの化合物としては、例えば、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,
2−プロピレングリッコール、1,3−プロピレングリ
コール、1,2−プチレングリコール、1,3−ブチレ
ングリコール、1,4−ブチレングリコール、ヘキサメ
チレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン等の低分子量のポリオールとコハク酸、グルタミン
酸、アジピン酸、セバチン酸、フタル酸、イソフタル
酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、等
の多塩基酸との反応によって得られる末端に水酸基を有
するポリエステル化合物が挙げられる。また、ポリエー
テル化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2
−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコー
ル、1,2−ブチレングリコール、1,3−プチレング
リコール、1,4−プチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、水添ピスフェノールA、トリメチロール
プロパン、グリセリン等の低分子量のポリオールのエチ
レンオキシド及び/又はプロピレンオキシド高付加物、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリエチレン/プロピレングリコール等のポリエーテル
ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリオレ
フィンポリオール、ポリブタジエンポリオール等が挙げ
られる。
In the aqueous urethane resin used in the present invention, a polyester polyol compound and a polyether polyol may be used as a skeleton in addition to a polyol having a bisphenol skeleton. As the polyester polyol compound, for example, ethylene glycol,
Diethylene glycol, triethylene glycol, 1,
Low molecular weight polyols such as 2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, hexamethylene glycol, trimethylolpropane, and glycerin A hydroxyl group at the end obtained by the reaction with succinic acid, glutamic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, endmethylenetetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, etc. And a polyester compound having the formula: Examples of the polyether compound include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol,
-Propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, hexamethylene glycol, hydrogenated pisphenol A, trimethylolpropane, glycerin, etc. An ethylene oxide and / or propylene oxide high adduct of a low molecular weight polyol,
Polyethylene glycol, polypropylene glycol,
Polyether polyols such as polyethylene / propylene glycol, polycaprolactone polyols, polyolefin polyols, polybutadiene polyols and the like can be mentioned.

【0012】本発明で使用する水系ウレタン樹脂は骨格
中にカルボキシル基を含有していることが特徴である。
カルボキシル基等の親水基を含有しない他のウレタン樹
脂は親水性が不十分であるため、水系化することが出来
ない。カルボキシル基を導入せずに水系化する方法とし
てスルホン酸塩を側鎖に導入する方法が知られている
が、この方法ではスルホン酸塩の親水性が強すぎるため
に得られる皮膜の耐水性が低下する。また、乳化剤を使
用して強制的に水系化する方法も知られているが、使用
する活性剤は一般的に親水性が強いために得られる皮膜
の耐水性が低下する。このため、樹脂骨格中にカルボキ
シル基を含有させ、これをアンモニア、トリエチルアミ
ン等のアルカリで中和して自己乳化させる方法が好まし
い。カルボキシル基の量は、ウレタン樹脂固形分当りの
酸価換算で10〜50の範囲にあることが適切である。
この酸価が10未満の場合、密着性が不十分で加工性及
び耐食性が劣る。一方、酸価が50を越える場合、耐水
性、耐アルカリ性が劣るため耐食性が低下する。なお、
水系ウレタン樹脂にカルボキシル基の導入方法について
は特に規定するものではないが、一般的にジメチロール
アルカン酸(例えば、2,2−ジメチロールプロビオン
酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール
吉草酸等)が使用されるケースが多い。
The aqueous urethane resin used in the present invention is characterized by containing a carboxyl group in the skeleton.
Other urethane resins that do not contain a hydrophilic group such as a carboxyl group cannot be water-based because of insufficient hydrophilicity. A method of introducing a sulfonic acid salt into a side chain is known as an aqueous method without introducing a carboxyl group, but in this method, the water resistance of a film obtained because the hydrophilicity of the sulfonic acid salt is too strong. descend. Further, a method of forcibly converting to an aqueous system by using an emulsifier is also known. However, since the active agent used generally has a strong hydrophilicity, the water resistance of the obtained film is reduced. For this reason, a method in which a carboxyl group is contained in the resin skeleton, and this is neutralized with an alkali such as ammonia or triethylamine and self-emulsified is preferred. It is appropriate that the amount of the carboxyl group is in the range of 10 to 50 in terms of an acid value per solid content of the urethane resin.
When the acid value is less than 10, the adhesiveness is insufficient and the workability and the corrosion resistance are poor. On the other hand, when the acid value exceeds 50, the corrosion resistance is reduced due to poor water resistance and alkali resistance. In addition,
The method for introducing a carboxyl group into the aqueous urethane resin is not particularly limited, but generally, dimethylolalkanoic acid (for example, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2- Dimethylol valeric acid) is often used.

【0013】本発明に使用される水系ウレタン樹脂は、
該樹脂合成時のイソシアネートの反応に係わる窒素含有
率が2〜13重量%の範囲であることが特徴である。よ
り好ましくは5〜10重量%の範囲である。窒素含有率
が2重量%未満である場合は、水系ウレタン樹脂中のイ
ソシアネートとの反応に係わる結合の濃度が低下するた
め、ウレタン樹脂特有の優れた耐摩耗性が低下する。一
方、窒素含有率が13重量%を越える場合は、水系ウレ
タン樹脂中のイソシアネートとの反応に係わる結合の濃
度が高くなり過ぎて、得られる皮膜が脆くなり、素材の
塑性変形による伸びに追随しきれなくなり、皮膜が損傷
して耐食性や塗装密着性が低下する。
The aqueous urethane resin used in the present invention comprises:
It is characterized in that the nitrogen content involved in the reaction of isocyanate during the synthesis of the resin is in the range of 2 to 13% by weight. More preferably, it is in the range of 5 to 10% by weight. When the nitrogen content is less than 2% by weight, the concentration of the bond relating to the reaction with the isocyanate in the aqueous urethane resin decreases, so that the excellent wear resistance unique to the urethane resin decreases. On the other hand, if the nitrogen content exceeds 13% by weight, the concentration of the bond relating to the reaction with the isocyanate in the aqueous urethane resin becomes too high, and the resulting film becomes brittle, and follows the elongation due to plastic deformation of the material. It will not be able to be removed, and the film will be damaged, and the corrosion resistance and paint adhesion will decrease.

【0014】また、本発明に使用される水系ウレタン樹
脂のもうひとつの大きな特徴として、該樹脂合成時のイ
ソシアネートの反応に係わる窒素元素中のウレア結合に
係わる窒素元素の比であるウレア結合の窒素/イソシア
ネートの反応に係わる窒素が10/100〜90/10
0の範囲にあることが挙げられる。より好ましくは40
/100〜80/100の範囲である。該比率が10/
100未満である場合は、高速摺動時すなわち高温での
抗張力が不十分であるために皮膜剥離を伴い、耐傷つき
性が低下する。一方、該比率が90/100を超える場
合は、皮膜が硬過ぎて素材の塑性変形による伸びに追随
しきれなくなり、皮膜が損傷して耐食性や塗装密着性が
低下する。なお、ウレア結合を樹脂骨格中に導入する方
法としては、ウレタンプレポリマー合成時にイソシアネ
ート基とアミノ基とを反応させる方法、末端イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーと水とを反応させ
る方法などが知られているが、本発明では特に限定する
ものではない。ここで、使用されるアミノ基を有する化
合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロピレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミ
ン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、
ジアミノシクロヘキシルメタン、ピレラジン、2−メチ
ルピレラジン、イソホロンジアミン、コハク酸ジヒドラ
ジド、アジピン酸、ジヒドラジド、及びフタル酸、ジヒ
ドラジド等が挙げられる。なお、本発明に用いる水系ウ
レタン樹脂成分は、結果的にウレア結合の窒素/イソシ
アネートの反応に係わる窒素の比が10/100〜90
/100の範囲であれば、所定の分子量で樹脂骨格中に
ビスフェノール骨格とカルボキシル基を有する2種以上
の樹脂原料を使用してもかまわない。
Another major feature of the water-based urethane resin used in the present invention is that the ratio of nitrogen in the urea bond, which is the ratio of the nitrogen element in the nitrogen element involved in the reaction of the isocyanate in the synthesis of the resin, is determined. / Nitrogen involved in isocyanate reaction is 10/10/90 to 90/10
0. More preferably 40
/ 100 to 80/100. The ratio is 10 /
When it is less than 100, the tensile strength at the time of high-speed sliding, that is, at a high temperature is insufficient, so that the film is peeled off and the scratch resistance is reduced. On the other hand, if the ratio exceeds 90/100, the film is too hard to follow the elongation due to the plastic deformation of the material, and the film is damaged, and the corrosion resistance and the paint adhesion deteriorate. As a method of introducing a urea bond into the resin skeleton, a method of reacting an isocyanate group and an amino group during the synthesis of a urethane prepolymer, a method of reacting a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group with water, and the like are known. However, the present invention is not particularly limited. Here, as the compound having an amino group used, for example, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, diaminodiphenylmethane,
Examples include diaminocyclohexylmethane, pyrerazine, 2-methylpyrazine, isophoronediamine, succinic dihydrazide, adipic acid, dihydrazide, and phthalic acid, dihydrazide. The aqueous urethane resin component used in the present invention has a urea bond nitrogen / nitrogen ratio related to the isocyanate reaction of 10/100 to 90/90.
In the range of / 100, two or more resin raw materials having a predetermined molecular weight and having a bisphenol skeleton and a carboxyl group in the resin skeleton may be used.

【0015】水系ウレタン樹脂に硬化剤を併用しない場
合は、架橋が不十分となり耐食性及び耐溶剤性が劣るの
で、本発明では硬化剤を配合している。硬化剤として
は、エポキシ系化合物、オキサゾリン系化合物、アジリ
ジン系化合物、イソシアネート化合物等が使用できる。
しかし、より優れた耐食性と耐溶剤性を得るためには硬
化剤として水分散型もしくは水溶性のエポキシ樹脂又は
イソシアネート化合物を用いることがより好ましい。そ
の他の硬化剤は、アクリルあるいはエステル等の成分を
骨格としている場合が多く、得られる皮膜物性が前記成
分の影響を受けるため、耐食性や塗装密着性が低下する
場合があるので好ましくない。例えば硬化剤としてエポ
キシ樹脂を用いると、末端のエポキシ基が反応性に富ん
でいるため架橋反応が容易となる。また、イソシアネー
ト化合物を用いると、末端のイソシアネート基が反応す
ることにより分子中の架橋密度が上がり、この結果、引
っ張り強度、耐溶剤性、耐熱性等が向上するものと考え
られる。これらの硬化剤の中では、特に、ビスフェノー
ル骨格を有するエポキシ樹脂が好適である。
When a curing agent is not used in combination with the aqueous urethane resin, the crosslinking is insufficient and the corrosion resistance and the solvent resistance are inferior. Therefore, the curing agent is added in the present invention. As the curing agent, an epoxy compound, an oxazoline compound, an aziridine compound, an isocyanate compound, or the like can be used.
However, in order to obtain better corrosion resistance and solvent resistance, it is more preferable to use a water-dispersible or water-soluble epoxy resin or an isocyanate compound as a curing agent. Other curing agents often have a component such as acrylic or ester as a skeleton, and since the obtained film properties are affected by the components, the corrosion resistance and the coating adhesion may be reduced, which is not preferable. For example, when an epoxy resin is used as a curing agent, a cross-linking reaction becomes easy because the terminal epoxy group is rich in reactivity. When an isocyanate compound is used, the terminal isocyanate group reacts to increase the crosslink density in the molecule, and as a result, it is considered that tensile strength, solvent resistance, heat resistance, and the like are improved. Among these curing agents, an epoxy resin having a bisphenol skeleton is particularly suitable.

【0016】硬化剤の配合量は、水系ウレタン樹脂の骨
格中に含まれるカルボキシル基に対する硬化剤中の官能
基の割合が0.10〜1.00とするのが好ましい。よ
り好ましくは、0.30〜1.00である。この割合が
0.10未満では硬化剤の配合効果が乏しく、1.00
を超える量では本発明の樹脂の特性を十分に発揮するこ
とができず、また、水系ウレタン樹脂と未反応である架
橋剤が残存して可塑剤的役割をするため、耐食性及び耐
溶剤性が低下する。硬化剤の全固形分重量に対する固形
分重量%は30%以下で有ることが好ましい。30%を
超える量を配合すると、水系ウレタン樹脂本来の性能を
引き出すことができず、耐食性、塗装密着性等の性能が
低下する。なお、プレス成形に代表される絞り加工やし
ごき加工等の強加工時には摺動面が100℃以上になる
ため、架橋後の皮膜のTgとして40〜150℃の範囲
になるものを使用することが好ましい。架橋後の皮膜の
Tgが40℃未満では、高速摺動時すなわち高温での抗
張力が不十分であるために皮膜剥離を伴い、耐傷つき性
が低下する。一方、架橋後の皮膜のTgが150℃以上
では、皮膜が硬くなり過ぎて素材の塑性変形による伸び
に追随しきれなくなり、皮膜が損傷して耐食性や塗装密
着性が低下するものである。
The compounding amount of the curing agent is preferably such that the ratio of the functional group in the curing agent to the carboxyl group contained in the skeleton of the aqueous urethane resin is 0.10 to 1.00. More preferably, it is 0.30 to 1.00. If this ratio is less than 0.10, the effect of compounding the curing agent is poor, and
If the amount exceeds the above range, the properties of the resin of the present invention cannot be sufficiently exhibited, and a crosslinking agent that has not reacted with the aqueous urethane resin remains to act as a plasticizer, so that corrosion resistance and solvent resistance are poor. descend. It is preferable that the solid content% by weight based on the total solid content weight of the curing agent is 30% or less. If the amount is more than 30%, the original performance of the water-based urethane resin cannot be brought out, and the performance such as corrosion resistance and coating adhesion deteriorates. In addition, since the sliding surface becomes 100 ° C. or more during strong working such as drawing or ironing as represented by press molding, it is possible to use a coating having a Tg in the range of 40 to 150 ° C. after crosslinking. preferable. If the Tg of the crosslinked film is less than 40 ° C., the tensile strength at high speed sliding, that is, at high temperature, is insufficient, so that the film is peeled off and the scratch resistance is reduced. On the other hand, if the Tg of the film after crosslinking is 150 ° C. or higher, the film becomes too hard to follow the elongation due to the plastic deformation of the material, and the film is damaged, and the corrosion resistance and the coating adhesion are reduced.

【0017】本発明の水系塗料組成物においては、全固
形分重量(e)に対する(a)+(b)の固形分重量%
は50〜95%とするのが好ましい。より好ましくは5
5〜75%である。50%未満ではバインダー効果が不
十分なため目的とする耐食性が得られない。また、95
%を越える場合も目的とする耐食性及び耐傷つき性が得
られない。
In the water-based coating composition of the present invention, the solid content weight% of (a) + (b) based on the total solid content (e).
Is preferably 50 to 95%. More preferably 5
5 to 75%. If it is less than 50%, the desired corrosion resistance cannot be obtained because the binder effect is insufficient. Also, 95
%, The desired corrosion resistance and scratch resistance cannot be obtained.

【0018】次に、本発明の水系金属表面処理組成物
は、耐食性の向上のためシリカ(SiO2)を全固形分
重量%に対して3〜40%配合している。より好ましく
は10〜30%である。全固形分重量に対するシリカの
固形分重量%が3%未満では耐食性の向上効果が小さ
く、40%を超える量では、樹脂のバインダー効果が小
さくなり耐食性が低下する。また、シリカの粒径につい
ては、3〜30nmが適切である。平均粒径が3nm未
満または30nmを越える場合には、目的とした耐食性
及び塗装密着性を得ることができない。なお、シリカの
種類としては、液相コロイダルシリカ及び気相シリカが
あるが、本発明においては特に限定するものではない。
Next, the water-based metal surface treatment composition of the present invention contains silica (SiO 2 ) in an amount of 3 to 40% based on the total solid content by weight to improve corrosion resistance. More preferably, it is 10 to 30%. If the silica solid content% by weight relative to the total solid content is less than 3%, the effect of improving the corrosion resistance is small, and if the content exceeds 40%, the binder effect of the resin is reduced and the corrosion resistance is reduced. Further, the particle size of silica is suitably 3 to 30 nm. If the average particle size is less than 3 nm or exceeds 30 nm, the intended corrosion resistance and coating adhesion cannot be obtained. The type of silica includes liquid-phase colloidal silica and gas-phase silica, but is not particularly limited in the present invention.

【0019】一般的に金属表面処理組成物に潤滑添加物
を添加すると潤滑性能は向上するが、従来から潤滑成分
として使用されている黒鉛やニ硫化モリブデン等の潤滑
剤では、環境保全及び工程短縮化による成形加工後の脱
脂工程の省略等の問題点を解決することはできない。こ
のため、本発明では潤滑成分として、水系塗料組成物の
全固形分重量(e)に対して2〜30重量%含有するこ
とが好ましい。より好ましくは10〜25重量%であ
る。また、前記ポリオレフィンワックスはケン化価が0
又は30以下のもので、かつ、分岐構造のものが好まし
い。ポリオレフィンワックスの配合量が、2重量%未満
では成形加工性向上効果が小さく、30重量%を超える
量では、成形加工時にプレス装置やその周辺にワックス
が飛散するため、作業環境上好ましくなく、耐食性も低
下する。ワックスのケン化価が30を越える場合は、極
性が大きく樹脂に相溶し易いため、成膜時に樹脂表面に
存在し難くなるため、高度な加工性能レベルが必要であ
る場合には適切とはいえない。より好ましいのは樹脂と
の相溶性のより小さいエステル結合を持たないケン化価
が0のワックスである。また、ワックスの平均粒径は、
0.1〜7.0μmが好ましい。平均粒径が0.1μm
未満の場合は加工性が不十分である。7.0μmを超え
る場合は、固体化したワックスの分布が不均一となるた
め好ましくない。又、ワックスの融点としては、110
〜160℃のものが好ましい。プレス成形時には板表面
の温度が100℃以上に達するため、ワックスの融点が
110℃未満では十分な潤滑性を得ることができず、逆
に、ワックスの融点が160℃を越えると成形加工時に
ワックスの持つ潤滑性が発揮されない。ワックスの粒子
の形状トシテハ、真球状のものが高度の加工性を得るた
めにはより好ましい。
In general, when a lubricating additive is added to a metal surface treatment composition, the lubricating performance is improved. However, a lubricant such as graphite or molybdenum disulfide, which has been conventionally used as a lubricating component, is used to protect the environment and shorten the process. However, it is not possible to solve problems such as omission of the degreasing step after molding due to the formation. For this reason, in the present invention, the lubricating component preferably contains 2 to 30% by weight based on the total solid weight (e) of the water-based coating composition. More preferably, it is 10 to 25% by weight. The polyolefin wax has a saponification value of 0.
Or those having 30 or less and a branched structure are preferred. If the compounding amount of the polyolefin wax is less than 2% by weight, the effect of improving the formability is small, and if the amount exceeds 30% by weight, the wax is scattered around the press device and its periphery during the forming process, which is not preferable in terms of working environment and corrosion resistance. Also decrease. If the saponification value of the wax exceeds 30, the polarity is large and it is easily compatible with the resin, and it is difficult for the wax to be present on the resin surface at the time of film formation. Therefore, it is not appropriate when a high processing performance level is required. I can't say. More preferred are waxes having a saponification value of 0 and having no ester bonds having a lower compatibility with the resin. The average particle size of the wax is
0.1 to 7.0 μm is preferred. Average particle size is 0.1μm
If it is less than 30, workability is insufficient. If it exceeds 7.0 μm, the distribution of solidified wax is not uniform, which is not preferable. The melting point of the wax is 110
~ 160 ° C is preferred. When the temperature of the plate surface reaches 100 ° C. or higher during press molding, sufficient lubricity cannot be obtained if the melting point of the wax is less than 110 ° C. Conversely, if the melting point of the wax exceeds 160 ° C., The lubricating property of is not exhibited. Wax particles having a shape of a sphere or a true sphere are more preferable in order to obtain a high degree of workability.

【0020】なお、本発明の表面処理組成物中には、被
塗面に均一な皮膜を得るためには濡性向上剤と呼ばれる
界面活性剤や増粘剤、溶接性の向上のための導電性物
質、意匠性向上のための着色顔料等を添加することもで
きる。
In order to obtain a uniform film on the surface to be coated, the surface treatment composition of the present invention contains a surfactant or a thickener called a wettability improver, and a conductive agent for improving weldability. And a coloring material for improving the design.

【0021】本発明の水系金属表面処理組成物を塗布す
る素材としては、冷延鋼鈑、亜鉛系めっき鋼鈑またはス
テンレス鋼鈑が挙げられる。また、耐食性を向上させる
ために下地処理を行うのが好ましい。この下地処理とし
ては公知のクロメート処理またはリン酸塩処理が適切で
ある。これらの下地皮膜の上に当該表面処理組成物を塗
布乾燥して、耐傷つき性、耐食性、耐溶剤性等の性能を
加味し、0.3〜5.0g/m2の皮膜を形成させるの
が好ましい。塗布方法としては、ロールコーター法、浸
漬法、静電塗布法等があるが、本発明では特に限定する
ものではない。
Examples of the material to which the aqueous metal surface treatment composition of the present invention is applied include a cold-rolled steel sheet, a galvanized steel sheet or a stainless steel sheet. Further, it is preferable to perform a base treatment in order to improve corrosion resistance. A known chromate treatment or phosphate treatment is appropriate as the base treatment. The surface treatment composition is coated and dried on these base coats to form a coat of 0.3 to 5.0 g / m 2 in consideration of performance such as scratch resistance, corrosion resistance, and solvent resistance. Is preferred. Examples of the coating method include a roll coater method, a dipping method, and an electrostatic coating method, but are not particularly limited in the present invention.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに挙
げ、本発明を具体的に説明する。 1、試験片の作成 (1−1)供試材 下記に示した市販の素材を供試材として使用した。 両面電気亜鉛めっき鋼鈑(EG):板厚=0.8mm 目付け量=20/20(g/m2) 冷延鋼鈑(SPCC) :SPCC材、板厚=0.8mm (1−2)脱脂処理 供試材をシリケート系アルカリ脱脂剤のファインクリー
ナー4336(商標:日本パーカライジング(株)製)
で脱脂処理した。(濃度=20g/l、温度=60℃、
2分スプレー) (1−3−1)下地クロメート処理 EG材のクロメート皮膜形成は、ジンクロム3367
(商標:日本パーカライジング(株)製)でスプレー処
理(浴温度=50℃、時間=10秒)を行い、水洗後2
20℃の雰囲気温度(鋼鈑到達板温=100℃)で10
秒間乾燥した。クロム付着量は50mg/m2である。 (1−3−2)下地リン酸亜鉛処理 リン酸亜鉛皮膜形成は、パルボンドL3020(商標:
日本パーカライジング(株)製)で浸漬処理(浴温度=
45℃、時間=2分)を行い、水洗後風乾した。皮膜重
量は2.0g/m2である。 (1−4)水系金属表面処理組成物の塗布 表−2に示す水系金属表面処理組成物をパーコーターで
塗布し、320℃の雰囲気温度(鋼鈑到達板温=160
℃)で15秒間乾燥した。(目標付着量=1.0g/m
2
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples of the present invention and Comparative Examples. 1. Preparation of test pieces (1-1) Test materials The following commercially available materials were used as test materials. Double-sided electro-galvanized steel sheet (EG): Sheet thickness = 0.8 mm Weight per unit area = 20/20 (g / m 2 ) Cold rolled steel sheet (SPCC): SPCC material, sheet thickness = 0.8 mm (1-2) Degreasing treatment The test material was a fine silicate alkaline degreasing agent, Fine Cleaner 4336 (trademark: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.).
Degreased. (Concentration = 20 g / l, temperature = 60 ° C.,
(2-minute spray) (1-3-1) Base chromate treatment Chromate film formation of EG material is performed by Zinchrome 3367
(Trademark: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.), spray treatment (bath temperature = 50 ° C, time = 10 seconds), and after washing with water 2
10 at an ambient temperature of 20 ° C (plate temperature reaching steel plate = 100 ° C)
Dried for seconds. The chromium deposition amount is 50 mg / m 2 . (1-3-2) Base zinc phosphate treatment Zinc phosphate film formation is performed by Palbond L3020 (trademark:
Immersion treatment (bath temperature = manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.)
45 ° C., time = 2 minutes), washed with water and air-dried. The coating weight is 2.0 g / m 2 . (1-4) Application of water-based metal surface treatment composition The water-based metal surface treatment composition shown in Table 2 was applied by a per coater, and the atmosphere temperature of 320 ° C (steel plate temperature = 160)
C) for 15 seconds. (Target adhesion amount = 1.0 g / m
2 )

【0023】2.塗装板性能試験 (2−1)耐食性 JIS−Z2731による塩水噴霧試験を400時間行
い、白錆発生状況を観察した。 [評価基準] ◎=錆発生が全面積の3%未満 ○=錆発生が全面積の3%以上10%未満 △=錆発生が全面積の10%以上30%未満 ×=錆発生が全面積の30%以上
2. Painted plate performance test (2-1) Corrosion resistance A salt spray test according to JIS-Z2731 was performed for 400 hours, and the occurrence of white rust was observed. [Evaluation Criteria] ◎ = Rust generation is less than 3% of the entire area ○ = Rust generation is 3% or more and less than 10% of the total area △ = Rust generation is 10% or more and less than 30% of the entire area × = Rust occurrence is the whole area 30% or more of

【0024】(2−2)加工後耐食性 100mmφの直径のブランク板を使用し、ポンチ径=
50mmφ、しわ押さえ圧1Ton、深絞り速度30m
/分の条件で高速円筒深絞り試験を実施した。この時の
絞り比は2.00である。 [評価基準] ◎=錆発生が全面積の3%未満 ○=錆発生が全面積の3%以上10%未満 △=錆発生が全面積の10%以上で性能劣化なし ×=錆発生が全面積の10%以上で性能劣化あり
(2-2) Corrosion resistance after processing Using a blank plate having a diameter of 100 mmφ, punch diameter =
50mmφ, wrinkle pressure 1Ton, deep drawing speed 30m
A high-speed cylindrical deep drawing test was performed under the conditions of / min. The aperture ratio at this time is 2.00. [Evaluation Criteria] == Rust generation is less than 3% of the entire area ○ = Rust generation is 3% or more and less than 10% of the total area △ = Rust generation is 10% or more of the total area and no performance deterioration × = Rust generation is all Performance degradation occurs in 10% or more of the area

【0025】(2−3)高速耐傷つき性 115mmφの直径のブランク板を使用し、ポンチ径=
50mmφ、ダイス径52mmφ、しわ押さえ圧1To
n、深絞り速度30m/分の条件で高速円筒深絞り試験
を実施した。この時の絞り比は2.30である。 [評価基準] ◎=絞り比=2.40まで絞り抜け、外観良好 ○=絞り比=2.40まで絞り抜け、外観不良 △=絞り比=2.35まで絞り抜け ×=絞り比=2.30まで絞り抜け
(2-3) High-speed scratch resistance Using a blank plate with a diameter of 115 mmφ, punch diameter =
50mmφ, die diameter 52mmφ, wrinkle pressure 1To
n, a high-speed cylindrical deep drawing test was performed under the conditions of a deep drawing speed of 30 m / min. The aperture ratio at this time is 2.30. [Evaluation Criteria] == drawing-out to 2.40, good appearance 外 観: drawing-out to 2.40, poor appearance △ = drawing-out to 2.35 × = drawing-ratio = 2. Stopped down to 30

【0026】(2−4)低速耐傷つき性 試験板を30mm幅に切断し、先端半径0.5mm、成
形高さ4mm、圧着荷重0.5Ton、引き抜き速度2
40mm/minでドロービード試験を行い、その外観
を評価した。 [評価基準] ◎=皮膜損傷無し ○=皮膜損傷部分が全体の摺動部分の5%未満 △=皮膜損傷部分が全体の摺動部分の5%以上、20%
未満 ×=皮膜損傷部分が全体の摺動部分の20%以上
(2-4) Low-Temperature Scratch Resistance The test plate was cut into a width of 30 mm, the tip radius was 0.5 mm, the molding height was 4 mm, the crimping load was 0.5 Ton, and the drawing speed was 2
A draw bead test was performed at 40 mm / min, and the appearance was evaluated. [Evaluation Criteria] ◎ = No film damage ○ = The film damaged part is less than 5% of the whole sliding part △ = The film damaged part is 5% or more, 20% of the whole sliding part
Less than × = Damaged part of film is 20% or more of the entire sliding part

【0027】(2−5)塗装密着性 メラミンアルキッド系塗料(商標:アラミック♯100
0、関西ペイント(株)製)を焼きつけ乾燥後の膜厚が
25μmになるように塗布して125℃で20分間焼き
付け、24時間後に沸騰水に2時間浸漬し、さらに24
時間後に評価を行った。塗料密着評価方法はJIS−K
5400により描画、ゴバン目エリクセン、衝撃の各試
験を行い、これらの総合評価により評価した。 [評価基準] ◎=塗膜剥離面積、0% ○=塗膜剥離面積、0〜1% △=塗膜剥離面積、1〜10% ×=塗膜剥離面積、10%以上
(2-5) Coating adhesion Melamine alkyd-based paint (trademark: Aramic # 100)
0, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) and baked at 125 ° C. for 20 minutes, immersed in boiling water for 2 hours after 24 hours, and further baked for 24 hours.
Evaluation was performed after hours. Paint adhesion evaluation method is JIS-K
Each test of drawing, Goban-Erichsen, and impact was performed according to 5400, and the overall evaluation was made. [Evaluation Criteria] == Coated area, 0% ○ = Coated area, 0-1% △ = Coated area, 1-10% × = Coated area, 10% or more

【0028】3.試験結果 表−1に水系金属表面処理組成物の成分一覧、表−2に
水系金属表面処理組成物の水準一覧、を示し、実施例と
比較例を説明する。
3. Test Results Table 1 shows a list of components of the aqueous metal surface treatment composition, and Table 2 shows a list of levels of the aqueous metal surface treatment composition. Examples and comparative examples will be described.

【0029】表−3の実施例1〜10は亜鉛系めっき鋼
鈑にクロメート処理、冷延鋼鈑にリン酸塩処理を行った
後に、本発明の水系金属表面処理組成物(表−2のN
o.1〜9)を塗布後乾燥して皮膜を形成させたもので
ある。耐食性、加工部耐食性、耐傷つき性、塗装密着性
の各性能がいずれも良好である。一方、本発明とは異な
る表−2のNo.10〜20の水系金属表面処理組成物
を用いた比較例11〜22では、耐食性、加工部耐食
性、耐傷つき性、塗装密着性とも劣っている。
In Examples 1 to 10 in Table 3, the zinc-plated steel sheet was subjected to a chromate treatment and the cold-rolled steel sheet was subjected to a phosphate treatment, and then subjected to the aqueous metal surface treatment composition of the present invention (Table 2). N
o. 1) to 9) are applied and dried to form a film. Each of the corrosion resistance, the corrosion resistance of the processed portion, the scratch resistance, and the adhesion of the coating is good. On the other hand, No. 2 of Table-2 different from the present invention. In Comparative Examples 11 to 22 using the aqueous metal surface treatment compositions of 10 to 20, the corrosion resistance, the corrosion resistance of the processed portion, the scratch resistance, and the coating adhesion were inferior.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の水系金属表面処理組成物を亜鉛
めっき鋼鈑等の表面に塗布することにより、強加工時の
耐傷つき性、塗装密着性の優れた皮膜が得られるのであ
る。
By applying the aqueous metal surface treating composition of the present invention to the surface of a galvanized steel sheet or the like, a film having excellent scratch resistance during strong working and excellent coating adhesion can be obtained.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 22/07 C23C 22/07 22/24 22/24 22/83 22/83 28/00 28/00 C // C10N 20:04 20:06 40:20 (72)発明者 宮内 優二郎 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 森下 敦司 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C23C 22/07 C23C 22/07 22/24 22/24 22/83 22/83 28/00 28/00 C // C10N 20:04 20:06 40:20 (72) Inventor Yujiro Miyauchi 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba Inside Nippon Steel Corporation Kimitsu Works (72) Inventor Atsushi Morishita 1 Kimitsu, Kimitsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Kimitsu Works

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)樹脂骨格中にビスフェノール骨格
とカルボキシル基を含有し、かつ、平均分子量が300
0以上の水系ウレタン樹脂で、該樹脂合成時のイソシア
ネートの反応に係わる窒素含有率が2〜13重量%の範
囲であり、かつ、該樹脂合成時のイソシアネートの反応
に係わる窒素元素中のウレア結合に係る窒素元素の比で
あるウレア結合の窒素/イソシアネートの反応に係わる
窒素が10/100〜90/100の範囲にある水系ウ
レタン樹脂と、(b)硬化剤と、(c)シリカと、
(d)ポリオレフィンワックスとを含有し、かつ、全固
形分重量(e)に対する(a)+(b)の固形分重量%
が50〜95%、(a)の骨格中に含まれるカルボキシ
ル基の当量に対する(b)中の官能基の当量比が0.1
0〜1.00、(e)に対する(c)の固形分重量%が
3〜40%、および(e)に対する(d)の固形分重量
%が2〜30%であることを特徴とする耐傷つき性に優
れた潤滑皮膜形成用水系金属表面処理組成物。
1. A resin having a bisphenol skeleton and a carboxyl group in a resin skeleton and having an average molecular weight of 300
0 or more aqueous urethane resins, wherein the nitrogen content involved in the reaction of isocyanate during the synthesis of the resin is in the range of 2 to 13% by weight, and the urea bond in the nitrogen element involved in the reaction of the isocyanate during the synthesis of the resin. An aqueous urethane resin in which the nitrogen involved in the urea bond nitrogen / isocyanate reaction, which is the ratio of the nitrogen element according to the present invention, is in the range of 10/100 to 90/100, (b) a curing agent, and (c) silica;
(D) a polyolefin wax, and (a) + (b) solid content weight% of the total solid content weight (e)
Is 50 to 95%, and the equivalent ratio of the functional group in (b) to the equivalent of the carboxyl group contained in the skeleton of (a) is 0.1%.
0 to 1.00, 3 to 40% by weight of the solid content of (c) with respect to (e), and 2 to 30% by weight of the solid content of (d) with respect to (e). An aqueous metal surface treatment composition for forming a lubricating film with excellent scratch resistance.
【請求項2】 前記水系ウレタン樹脂の窒素含有率が5
〜10重量%の範囲である、請求項1に記載の水系金属
表面処理組成物。
2. The aqueous urethane resin has a nitrogen content of 5%.
The aqueous metal surface treatment composition according to claim 1, which is in a range of from 10 to 10% by weight.
【請求項3】 前記硬化剤が、エポキシ基、またはイソ
シアネート基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有
する、請求項1に記載の水系金属表面処理組成物。
3. The aqueous metal surface treatment composition according to claim 1, wherein the curing agent has at least one functional group selected from an epoxy group and an isocyanate group.
【請求項4】 前記水系ウレタン樹脂中のカルボキシル
基の量が、該樹脂固形分当りの酸価換算で10〜50で
ある、請求項1に記載の水系金属表面処理組成物。
4. The aqueous metal surface treatment composition according to claim 1, wherein the amount of the carboxyl group in the aqueous urethane resin is 10 to 50 in terms of an acid value per solid content of the resin.
【請求項5】 前記ポリオレフィンワックス化価が30
以下または0であり、かつ、分岐構造を有する請求項1
に記載の水系金属表面処理組成物。
5. The polyolefin waxing value is 30.
2. The method according to claim 1, which is less than or equal to 0 and has a branched structure.
2. The aqueous metal surface treatment composition according to item 1.
【請求項6】 前記ポリオレフィンワックスが、平均粒
径が0.1〜7.0μmの範囲である、請求項1記載の
水系金属表面処理組成物。
6. The aqueous metal surface treatment composition according to claim 1, wherein the polyolefin wax has an average particle size in a range of 0.1 to 7.0 μm.
JP35253799A 1998-12-25 1999-12-13 Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance Pending JP2000239690A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35253799A JP2000239690A (en) 1998-12-25 1999-12-13 Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36900498 1998-12-25
JP10-369004 1998-12-25
JP35253799A JP2000239690A (en) 1998-12-25 1999-12-13 Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000239690A true JP2000239690A (en) 2000-09-05

Family

ID=26579650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35253799A Pending JP2000239690A (en) 1998-12-25 1999-12-13 Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000239690A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003027254A (en) * 2001-07-09 2003-01-29 Kansai Paint Co Ltd Metal surface treating composition
WO2005071052A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Nippon Steel Corporation Lubricating aqueous polyurethane resin composition, method for lubricating surface of zinc-plated steel sheet using same, and surface-treated steel sheet
KR100543157B1 (en) * 2001-01-19 2006-01-20 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 Surface-treated metal sheets excellent in press dragging resistance and coil deformation resistance and process for producing the same
JP2008189696A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Arakawa Chem Ind Co Ltd Water-based coating composition for steel plate
WO2010131756A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 新日本製鐵株式会社 Surface-treated metal material and manufacturing method therefor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10110093A (en) * 1996-08-16 1998-04-28 Nippon Parkerizing Co Ltd Water-base urethane resin composition and water-base metal-surface-treating composition containing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10110093A (en) * 1996-08-16 1998-04-28 Nippon Parkerizing Co Ltd Water-base urethane resin composition and water-base metal-surface-treating composition containing the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100543157B1 (en) * 2001-01-19 2006-01-20 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 Surface-treated metal sheets excellent in press dragging resistance and coil deformation resistance and process for producing the same
JP2003027254A (en) * 2001-07-09 2003-01-29 Kansai Paint Co Ltd Metal surface treating composition
WO2005071052A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Nippon Steel Corporation Lubricating aqueous polyurethane resin composition, method for lubricating surface of zinc-plated steel sheet using same, and surface-treated steel sheet
JP2008189696A (en) * 2007-01-31 2008-08-21 Arakawa Chem Ind Co Ltd Water-based coating composition for steel plate
WO2010131756A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 新日本製鐵株式会社 Surface-treated metal material and manufacturing method therefor
US8956729B2 (en) 2009-05-11 2015-02-17 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Surface-treated metal material and process for producing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101070966B1 (en) Surface-treated metal material and metal surface treating agent
KR100455221B1 (en) Coating composition capable of forming alkali-soluble lubricating film suitable for forming and use thereof
KR100744094B1 (en) Lubricating aqueous polyurethane resin composition, method for lubricating surface of zinc plated steel sheet using same, and surface treated steel sheet
JP3145441B2 (en) Lubricant paint
JP3869577B2 (en) Water-based surface treatment agent for metal material and surface-treated metal plate
JP3547414B2 (en) Non-coating type lubricated plated steel sheet with excellent corrosion resistance and low environmental load
JP2788131B2 (en) Method for forming composite film on aluminum or aluminum alloy surface
JP2743237B2 (en) Non-delamination type lubricated steel sheet which can be omitted press oil
JP2719571B2 (en) Water-based lubricating coating composition
JP2001140080A (en) Lubricated stainless steel sheet, lubricated stainless steel tube and method for producing lubricated stainless steel tube
US6770373B1 (en) Water-based metal surface treatment composition for forming lubricating film with excellent marring resistance
JP3969781B2 (en) Aqueous urethane resin composition and aqueous metal surface treatment composition containing the same
JPH0711089A (en) Composition capable of forming lubricating coating film and metal plate having excellent lubricating property using the same
JPH10237478A (en) Water-based metal-surface-treating composition excellent in corrosion inhibition of injured part
JP2000239690A (en) Water-based metal surface treating composition for forming lubricating film excellent in scratch resistance
JP2003138385A (en) Non-lubricating film removal type plated steel sheet having excellent adhesion of coating film, corrosion resistance in worked zone and reduced environmental load
JPH05255587A (en) Film-forming composition for lubricated steel sheet excellent in press moldability and lubricated steel sheet prepared therefrom
JP2545700B2 (en) Resin coated aluminum material or aluminum alloy material with excellent press formability, corrosion resistance and paintability
JP3392615B2 (en) Composition capable of forming lubricating film and galvanized steel sheet having excellent lubricity using this composition
JPH0832907B2 (en) Film-removing type lubricating composition and method for producing lubricated steel sheet
JPH09254312A (en) Alkali soluble resin film coated galvanized steel sheet which is excellent in adhesion to adhesive and powdering resistance
JP4392967B2 (en) Alkali-soluble lubricated surface-treated metal products with excellent moldability
JPH08258214A (en) Manufacture of surface-treated steel plate excellent in press workability
KR19980079719A (en) Shu-based urethane resin composition and aqueous metal surface treatment composition containing the same
JPH08290109A (en) Production of surface-treated steel sheet excellent in pressable property

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20050519

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050614

A521 Written amendment

Effective date: 20050805

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070410

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070601

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Effective date: 20070627

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Effective date: 20080404

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

A521 Written amendment

Effective date: 20100422

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A521 Written amendment

Effective date: 20100422

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

A521 Written amendment

Effective date: 20100817

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821